«Экология растений Широкого леса»

Всероссийская районная предметная олимпиада школьников

 «Экология растений Широкого леса»

                                Автор работы:

                                                               Зинченко Татьяна Андреевна,

                                        ученица 11 класса

                                                                          МБОУ СОШ №2 ст. Воровсколесская

                                                         Место выполнения работы:

                                                                            ст. Воровсколесская, МБОУ СОШ №2

                                                  Андроповского района

                                                Ставропольского края

                                  Руководитель:

                                                                       учитель биологии МБОУ СОШ №2

                                                              Зинченко Ирина Алексеевна

ст. Воровсколесская 2013

Оглавление.

Введение._______________________________________________________стр.

1. Общая характеристика леса______________________________________3
2. Материалы и методика __________________________________________3-5
3. Краткая физико-географическая характеристика Андроповского района_ 5

Результаты исследования Широкого леса

1. Краткая характеристика места и объектов  исследования _____________6
2. Проводимые исследования_______________________________________6-9

Заключение__________________________________________________________10

Литература___________________________________________________________11

Приложения_________________________________________________________12-28

Введение.

1.Вряд ли найдется у нас человек, совершенно равнодушный к красотам леса. Даже люди, выросшие вдали от лесной местности, никогда не видевшие настоящий лес и знакомые с ним лишь понаслышке, по изображениям и описаниям, не чужды понимания его красот (приложение 1). Профессор Д.М.Кайгородов, положивший в России начало науки фенологии, писал о лесе: « Я страстно полюбил лес, с тех пор как узнал его поближе, и чем больше узнаю его, тем больше люблю его. И это  всегда так бывает: чтобы полюбить, надо узнать, - не зная, нельзя любить».

Лес - это очень сложное биологическое сообщество, состоящее из многих разнообразных видов растений и животных. Познать его - значит понять взаимные связи между организмами в лесу, влияние отдельных видов на целое – лес, и целого – на виды, составляющие это сообщество, последить историю возникновения леса и пути возможного изменения его в будущем.

Лес - уникальное биологическое сообщество, совершенно с другой освещенностью, температурой, влажностью, и ветром, чем в сообществе открытых пространств.

В настоящее время ботаники на территории края  насчитывают не менее 2400 видов растений, и это, не считая грибов, мхов, лишайников и водорослей. Это почти 60% флоры всего Северного Кавказа,40% Кавказа и 20% России. По этому показателю наш край занимают вторую позицию в стране. Это ставит его в особое положение одного из самых ёмких хранителей растительного генетического фонда, который формировался в процессе длительной эволюции  и в настоящие время продолжает формироваться, так как наблюдается общая тенденция наступления лесов на границы степей. Происходит постоянная борьба между этими сообществами, и в этой борьбе, в условиях современного климата лес, иногда может оказаться победителем. Однако в результате вмешательства человека победа за лесом редко имеет место.

2.Материалы и методика.

Растительность определяет общий облик местности, играет большую роль в жизни природы  и является главнейшим элементом ландшафта.

Цель  моей работы: изучить флору Широкого лесного массива.

Объект изучения: Широкий лес

Задачи, которые я перед собою ставила:

• Сбор, гербаризация и определение лесных трав;
• Составление флористического списка и его систематическая обработка;
• Выявление фитоценотической приуроченности лесных трав;
• Выявление встречаемости растений;
• На территории 100 м2 сосчитать количество экземпляров  видов: дуба черешчатого, клена остролистного, липы мелколистной, граба кавказского, ясеня обыкновенного, бука европейского, груши лесной, яблони лесной, боярышника.
• На территории 25 м2 подсчитать количество произрастающих здесь видов травянистых растений;
• Пользуясь термометром, определить температуру внутри леса на территории 1 км2 и на лесной поляне, сравнивая данные;
• Определить число надземных ярусов в изучаемом лесном фитоценозе. Указать главные виды, входящие в I, II, III, IV ярусы.
• Сравнить влажность почвы в лесу, на лесной поляне (задание выполняется без приборов, а путем определения степени загрязнения рук при сдавливании комочков почвы и по степени комковатости почвы, чем сильнее испачканы руки, тем влажнее почва).

Методы и приемы, которые  были использованы мною при проведении данных исследований:

• Изучение научной литературы;
• Сбор гербарного материала;
• Определение собранных растений;
• Фотографирование лесного массива и  наиболее ярких представителей;
• Подсчет количества растений на изучаемых участках;
• Составление

Оборудование:

• Решетки и бумага для сбора растений
• Лопатка
• Лупа
• Термометр
• Метр
• Определитель лесных растений
• Фотоаппарат

Актуальность: Флора Широкого леса ранее изучалась не в полном объеме, кроме того изучение ленных растений и их взаимосвязи всегда актуально, так как растительность определяет общий облик местности, играет большую роль в жизни природы и является главнейшим элементом ландшафта.

3. Краткая физико-географическая характеристика Андроповского района.

Андроповский район расположен в юго-западной части Ставропольского края. На севере граничит  с Грачёвским районом, на востоке – с Александровским и Минераловодским, на юге – с Предгорным районом и КЧР, на западе – со Шпаковским и Кочубеевским.

Площадь района 2388 км2. Территория района простирается с севера на юг на 75 км, а с запада на восток 60 км. Андроповский административный район расположен в пятом агроклиматическом районе с умеренно влажным климатом. По теплообеспеченности лета и суровости зимы район относится к недостаточно жаркому, с суммой температур, за период активной вегетации 3000-32000 и умеренно мягкой зимой. Лето в районе жаркое: 140 дней. Число дней с суховеями от 60 до 70. Осадки носят ливневый характер, за год их выпадает 500-600 мм, а за период активной вегетации – 350-400.

Результаты исследования  Широкого леса.

1. Краткая характеристика места и объектов  исследования.

 Ст. Воровсколесская раскинулась у подножья Воровсколесских высот (приложение 2). На территории местности господствует степная растительность, но большая часть станицы находится в окружении лесных массивов, которые находятся преимущественно на более увлажненных северных склонах.

В районе станицы находится семь лесных массивов: (приложение 3) Широкий, Рыданский, Чумацкий, Дунькин, Пеньки, Обильный, Обсуха (Свистуха).

Естественные леса представлены исключительно широколиственными породами – грабом, ясенем, буком, дубом, кленом. В примеси встречаются яблони груши, вяз,  полевой. В подлеске свидина, бирючина, бересклет, кизил, калина, боярышник. Травяной покров злаково-разнотравный, характеризуется большим разнообразием и обилием.

Рыхлая, почти всегда влажная почва под пологом леса позволяет произрастать здесь большому числу корневищных видов растений, а также растениям с надземными горизонтальными побегами (столонами). Такие растения с удлиненными междоузлиями, интенсивно укореняющиеся в узлах, быстро захватывают свободную территорию. В ходе исследования лесного массива мне неоднократно приходилось наблюдать практически чистовидовые заросли фиалки душистой, будры плющелистной, вербейника монетного. Чрезвычайно динамичен и вегетативно подвижен в Широком лесу корнеотпрысковый вид колокольчика – колокольчик рапунцелевидный. Рыхлые заросли образуют длиннокорневищные кирказон ломоносовидный и сныть обыкновенная. Медленно разрастающиеся заросли слагают купена, подмаренник душистый, черемша (приложение 4).

В основном типичные лесные травы – теневыносливые или тенелюбивые растения. Успешное произрастание в тени ряда лесных трав связано с наличием у них широких лиственных пластинок, что обусловливает нормальный фотосинтез в этих условиях (приложение 5).

Свои исследования я проводила в самом крупном лесном массиве, который называется Широкий. Он расположен к западу от станицы, на северных влажных склонах Сычевско-Воровсколесских высот (приложение 6).

2. Проводимые исследования.

 В ходе работы было выяснено, что травянистый покров леса  характеризуется большим разнообразием.

Основную группу растений составляют лесные эфеляроиды - это растения с коротким, обычно весенним, периодом развития.

 Кроме данной группы растений были выделены из общего списка следующие биологические группы растений: эфемеры, эфемероиды, лианы, паразиты (приложение 7). В группе луковичных и корневищных эфемероидов также немало редких и находящихся на грани исчезновения растений: подснежник кавказский, пролеска сибирская, хохлатки, ландыш кавказский, лук медвежий и другие (приложение 8).

Большая часть изученных растений принадлежит к влаголюбивым мезофитам или ксеромезофитам, а в местах   с высокой постоянной влажностью – к гигромезофитам и мезогигрофитам.

По отношению к свету самой многочисленной группой были теневыносливые и тенелюбивые растения, у которых наблюдались широкие, голые или слабоопушенные листья. По мере усиления затененности местообитаний встречаемость лесных трав даже падала.

Благодаря изучению травянистой растительности леса была выявлена закономерность расположения растений (более влаголюбивые растения расположены в тех частях участка, где протекает вблизи речка или в затемненных  местах – это хвощ полевой, мать – и – мачеха и другие (приложение 9).

В ходе исследования были собраны и определены растения, произрастающие в Широком лесу. Флора изучаемого массива включает как типичные лесные, так и лугово-степные и опушечные виды, это хорошо заметно, когда мы просмотрим данный список (приложение 10).

Помимо обычных, широко распространенных видов, мною были встречены единичные экземпляры растений из семейства Орхидные, которые относятся к категории редких и охраняемых объектов на территории Ставропольского края. Это тайник овальный, гнездовка обыкновенная, пыльцеголовник, дремлик  морозниковый, любка зеленоцветная. Все они находятся под защитой Красной книги и требуют к себе бережного отношения.

В травянистом покрове леса много злаков: овсяницы – горная и гигантская, кострец Бенекена, ячмень европейский, ежа сборная, коротконожка лесная, пырей собачий.

По лесным просекам, дорогам, незатененным местам произрастают мятлики – луговой и однолетний, тимофеевка степная, бор развесистый, трясунка средняя. Обычны несколько видов осок – лесная, пониклая, прерванная, многолистная.

Среди других лесных трав наиболее известны: лук медвежий, ветреница нежная, купырь лесной, аронник восточный, ясменник душистый и др.

Неотъемлемая часть лесного сообщества – папоротники: щитовник мужской, который является самым известным папоротником в лесной флоре. Он продолжает свое развитие вплоть до заморозков и даже под снег «уходит» с зелеными листьями.

На опушках леса часто встречаются: герань, чабрец, подорожник, василек синий, незабудка, клевер, шалфей, эспарцет, люцерна, ромашка, колокольчик персиколистный, а по слабооблесненным холмам – краткоцветущие виды: шафран сетчатый, гусиный лук, мышиный гиацинт и др.

В ходе данной работы, кроме того, были проведены различные подсчеты и измерения:

1. Время выполнения – 20.09.11 и 20.09 12, 20.09 2013. На территории 100 м 2 подсчитано 60 ясеней (59, 59 далее в скобках  указаны числа, соответствующие второму и третьему  подсчету),  8 (9,9) дуба черешчатого, 2 (2,2) клена остролистного, 52 (52,52) граба кавказского, 34 (35,35) бука европейского, 9 (10,10) акаций, 31(31,31) ольха, 2 (3,3) боярышника, 12 (12,12) груш, 1 (2,2) яблоня.

Вывод:  в лесном массиве преобладающими видами являются – ясень, граб, бук. Таким образом, Широкий лес – это буково-грабово-ясеневый лес с примесью других пород деревьев. Судя по высоте, размерам деревьев, количеству бурелома, молодняку, можно сделать вывод, что он является относительно молодым лесом, а незначительные изменения в количестве подсчитываемых деревьев, указывают на самовозобновляемость лесного массива (приложения 11,12,13) и слабое влияние человека на данный лесной массив.

2. Время выполнения – 20.09.11.,  20.09.12г, 20.09.13гг. на территории 25 м 2.  Кроме деревьев на данной территории растет много видов кустарников и трав. Кустарники: 25 (27,27) лещин, 8 (8,8) бересклета, 6 (6,6) терна, 12 (14,14) бузины, 8 (8,8) боярышника (приложение14, 15). Из трав доминирующими являются подорожник -12(15,14), полынь — 5(4,6), тимофеевка луговая – 5 (3,4), осот – 6 (12,17), пырей ползучий – 17(18,22), конский щавель – 5(2,3) (приложение 16,17).

Вывод: самовозобновление в лесном массиве касается не только древесных растений, но и кустарников и трав.

3. Время выполнения – 15.10.11., 17.10.12, 20.10.13гг древесных форм ясеня, дуба черешчатого и граба кавказского до 1,5 м на изучаемом участке обнаружено мало, всего3 (3,3), 5(4,4) и 8 (7,7) соответственно.
4. Время выполнения – 20.09.11, 20.09.12г 14.00мин. t лесного массива 28 0 (25 0), t на поляне 20 0 (24 0); время выполнения – 15.10.11 и 15.10.12гг. 14.00мин. t лесного массива 15 0 (20 0), t на поляне 20 0 (24 0); время выполнения – 15.10.11 и 15.10.12гг. 21.00мин. t лесного массива 12 0 (12 0), t на поляне 10 0 (6 0);

Вывод: во всех трех случаях на поляне почва более влажная, чем в лесу; разница в температуре особенно велика в жаркий солнечный день, ночью, наоборот – в лесу заметно теплее, нежели на открытой поляне, таким образом, в лесу создается своеобразный мягкий климат, что благоприятно сказывается на росте и развитии большинства растений леса.

5. Время выполнения – 02.11.11 и 02.11.12 гг.  анализ особенностей ярусной структуры: древесные – ясень      граб     бук      дуб     акация белая     груша     яблоня     клен     ольха     боярышник     лещина      бузина      бересклет      терн;  травянистые: осот     хвощ     конский щавель      полынь    подорожник     пырей.

Вывод: древесно-кустарниковые ярусы выделяются по высоте взрослых растений, а подрастающие молодые деревца относятся то к ярусу трав, то кустарничков, то кустарников, в зависимости от того, каких размеров они достигают в данный момент и где размещают  свои ассимилирующие органы (приложение18).

6. Время выполнения – 5.09.11, 5.09.12г,5.09.13гг - на территории 1 м 2 обнаружены жужелицы – 12 (15,17) экземпляров, муравьи – множество, жучки-слоники – 10 (12,17), божья коровка четырехточечная  - 12 (10,10), божья коровка шеститочечная – 9 (18,15), тля – множество, дождевые черви – 113 (156,119).

Вывод: изучение этих животных позволяет разработать методы биологической борьбы с вредителями растений, но, к большому сожалению – эти методы в наших лесных массивах не применяются (приложение 19)

7. В ходе работы было выяснено, что лекарственная флора Широкого лесного массива характеризуется большим разнообразием. В результате данной работы мною был составлен и описан небольшой список лекарственных растений, встречаемых в данном лесном массиве (приложение 2).

Заключение.

В ходе работы было выяснено, что древесный, кустарниковый и травянистый покровы леса характеризуются большим разнообразием.

Большая часть травянистых растений принадлежит к влаголюбивым мезофитам или ксеромезофитам, а в местах с высокой постоянной влажностью – к гигромезофитам и мезогигрофитам.

По отношению к свету самой многочисленной группой были теневыносливые и тенелюбивые растения, у которых наблюдались широкие, голые или слабоопушенные листья. По мере усиления затененности местообитаний встречаемость лесных трав даже может падать. Помимо обычных, широко распространенных видов, мною были встречены единичные экземпляры растений из семейства Орхидные, которые относятся к категории редких и охраняемых объектов на территории Ставропольского края.

Благодаря изучению травянистой растительности была выяснена закономерность расположения растений (более влаголюбивые виды расположены в тех частях участка, где находится вблизи овраг  или в затемненных местах).

В ходе исследования был составлен список травянистых и древесных растений, обитающих в Широком лесу, прослежена динамика некоторых видов древесных и травянистых растений на определенном участке.

В результате данной работы мною был составлен и описан небольшой список лекарственных растений, встречаемых на территории данного лесного массива.

Было доказано, в ходе изучения травянистых растений, что флора изучаемого массива включает как типичные лесные, так и лугово-степные и опушечные виды растений.

Широкий лес – это буково-грабово-ясеневый лес с примесью других пород деревьев.  Судя по высоте, размерам деревьев, количеству бурелома, молодняку, можно сделать вывод, что он является относительно молодым лесом, а незначительные изменения в количестве подсчитываемых деревьев, кустарников и трав, указывают на самовозобновляемость данного  лесного массива.

В лесу создается своеобразный мягкий климат, что благоприятно сказывается на росте и развитии большинства растений леса.

Древесно-кустарниковые ярусы выделяются по высоте взрослых растений, а подрастающие молодые деревца относятся то к ярусу трав, то кустарничков, то кустарников, в зависимости от того, каких размеров они достигают.

Все эти выводы, указанные в работе, были сделаны мною на основании изучения растительности Широкого леса.

Литература.

1. Алявдина К.П., Виноградова В.П. Определитель растений. Верхне-Волжское КИ. 1972
2. Вишнякова В.Ф., Иванов А.Л. и др. Экология Ставропольского края, Ставрополь, 2000.
3. Гладкий Ю.Н, Лавров С.Б. Дайте планете шанс. Москва, «Просвещение»,1995
4. Иванов А.Л. редкие и исчезающие растения Ставрополья, Ставрополь, 2002
5. Карпов Г.В. Энциклопедический словарь юного географа-краеведа. Москва, «Педагогика», 1981
6. Крапивко Д.А.. География Андроповского района Ставропольского края. Москва, МГЦНТИ, 2002
7. Кузнецова М.А. Лекарственное сырье и препараты. Москва, «Высшая школа», 1987
8. Ладынина Е.А. Лекарственные растения в медицине и быту. Ставропольское книжное издательство,1989
9. Пысин К.Г. О памятниках природы России. Москва, «Советская Россия»,1982
10. Соловьев И.А. География станицы Воровсколесской, Ставрополь, 2002
11. Середин Р.М. Лекарственные растения и их применение. Ставропольское книжное издательство, 1969
12. Страхов С.Ш. Сохраним для потомков. Ставрополь, Ставропольское книжное издательство, 1984
13. В.Н. Сукачев. Определитель древесных пород. Издательство: Гослестехиздат  1940
14. Уткин А.И. и др. Лес России. Энциклопедия. Москва, «Большая Российская Энциклопедия», 1995.
15. Хомякова И.М. Лесные травы. Определитель по вегетативным признакам
     Воронеж.1990

Приложения.

1. Лес – биологическое сообщество.
2. Воровсколесские высоты.
3. Лесные массивы на карте станицы.
4. Лесные травы, образующие заросли.
5. Лесные травы, с широкой листовой пластинкой.
6. Объект изучения – Широкий лес.
7. Схема подразделения лесных трав на группы.
8. Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения растения Широкого леса.
9. Лесные травы, произрастающие по берегам оврагов и мелких речушек.
10. Список травянистых растений Широкого леса.
11. Широкий лес – буково-грабово-ясеневый лес.
12. Основные древесные породы Широкого леса.
13. Динамика древесных пород Широкого леса на изучаемом участке
14. Основные виды кустарников Широкого леса.
15. Динамика кустарников за 2011-2012 года на изучаемом участке.
16. Основные виды травянистых растений на изучаемом участке.
17. Динамика травянистых  растений на изучаемом участке.
18. Ярусная структура леса.
19. Опушка Широкого леса.
20. Список лекарственных растений Широкого леса.